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UNIDADE
Tecnologia, Inovação eEducação para a Indústria
Processos de Estampagem
Prof: Dr. Engº Charles Chemale YurgelContato: [email protected]
Processos de Estampagem
Tópicos relevantes na estampagem
•Ensaios para avaliação da estampabilidade;•Materiais utilizados na indústria;•Principais fatores para a estampagem;•Ferramentas para estampagem;•Corte, dobra e repuxo.
Peças EstampadasExemplos de peças estampadas
Peças EstampadasExemplos de peças estampadas
Tensões
Conceitos Iniciais
Conceitos IniciaisTensões
Conceitos IniciaisDeformações
Conceitos IniciaisDeformações
Def
orm
ação
j 1
Deformação j2
Estampagemprofunda
Tração “Planestrain”
Estiramentobiaxial
Conceitos Iniciais
Conceitos IniciaisCurvas Tensão-Deformação
• resultado diretamente no mesmo processo
• sim ou não• muito extenso• tempo longo• interrupção da produção • sem sistemática • sem quantificação certa dos
diferentes materiais• nova peça - novos testes
Ensaios Práticos
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaios para Avaliação da EstampabilidadePropriedades desejadas
Através do Ensaio de Tração, 2 índices fundamentais para a estampagem são
encontrados:
“n” = Índice de Encruamento
“r” = Índice de Anisotropia
Ensaio de Tração
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio de Tração
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
baF v
*)(
com:
s: tensão,F: força,j:deformação real,a: largura do punção e b: largura do corpo de
prova.
Ensaio de Compressão
Ensaio Nakajima
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima - Ferramental
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima – Prática
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima – Prática
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima – Prática
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima – Prática
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Nakajima – Corpo de Prova
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ruptura
Corpos de Prova – antes do ensaio Após o ensaio
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
• Swift - Teste: – Razão Limite de
Estampagem;– Estimar a
Estampabilidade
1dD
Ensaio Swift
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
1
12,1max
1 meedF
pdDFc 21
2
4
edp m
2001
40012
Ensaio Swift – equações básicas
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Definido peloensaio Swifit
Definido noprojeto
Area a ser deformada
Tensão máxima
Fator de “ajuste”
diâmetro do punção
Ø33
Ø20
Ø27Ø55
R0.75
R0.75
R0.75
s0
Punção
Prensa Chapas
Chapa
Matriz
Ensaio Erichsen
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
05
10152025
0 5 10 15
Deslocamento [mm]
Forç
a [k
N]
amostra 46 amostra 47 amostra 48
01
23
45
0 5 10 15 20
Deslocamento [mm]
Forc
a [k
N]
Aço EEP
F = 22,4kN F = 22,9kN F = 23,3kN
IE=9,44 IE=10,32 IE=11,13
Alumínio 1050-O
Força máxima = 4,34kN
IE=12,69
Ensaio Erichsen - Prática
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio Bulg Test
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio 5 Punções
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Ensaio 5 Punções
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Determinação do Coeficiente de Atrito
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
2
1lnFF
RLFF
P
22
21
Determinação do Coeficiente de Atrito
Ensaios para Avaliação da Estampabilidade
Aços Carbono:•Baixo Custo
•Ampla gama de características
•Fácil soldabilidade
•Elevada resistência mecânica
Materiais Utilizados na Indústria
Aços Inoxidáveis:•Alta maleabilidade
•Elevada resistência à corrosão
•Aparência superficial invejável
•Elevada resistência mecânica
Alumínio:•Resistência à corrosão valorizada
•Baixo peso
•Ligas com elevada resistência mecânica
•Elevado SpringBack
Principais Fatores para a Estampagem
•Coeficiente de Ecruamento “n”•Coeficiente de Anisotropia “r”•Atrito e Lubrificação•Retorno Elástico
Principais Fatores para a Estampagem
Coeficiente de Encruamento “n”
estiramento
Principais Fatores para a Estampagem
Retorno Elástico
Ferramentas para Estampagem•Corte•Dobra•Conformação•Estampos Progressivos•Sistemas Transfer•Estampagem por Trefilação
Ferramentas para Estampagem (corte)
Ferramenta para o cortecompleto de chapas paraum motor elétrico.
O produto sai pronto em umsó golpe da prensa.
Ferramenta progressiva para o corte de chapas para o rotor e estator de um motor elétrico.
A ferramenta tem quatro estações.Em cada golpe sai uma chapa de
rotor e uma chapa de estator.
A fabricação das chapas do rotor e estator a partir de uma fita
garante a máxima produtividade e o máximo aproveitamento da chapa.
Ferramentas para Estampagem (corte)
epkAkFC
Para fins de escolha de uma prensa é necessário saber a forçamáxima que vai ocorrer durante o processo de corte.Esta força depende do material (resistência máxima e espessura)e do perímetro da peça:
FC força de corte máximaA área cortadap perímetro da peçae espessura da chapak resistência contra cortesm resistência máxima da
chapamk 8,0
Ferramentas para Estampagem (corte)
Exemplo:
Cálculo da força necessária para cortar um disco com diâmetro de 113 mm. O material é uma chapa de latão com 2 mm de espessurae uma resistência contra o corte de 380 N/mm2.
27102113 mmedA
kNAkFC 270380710
A força máxima é de 27 ton.
Seria aconselhável usar uma prensa de 40 ton.
Ferramentas para Estampagem (corte)
O processo de dobra é o processo mais simples que é usado paraproduzir peças tridimensionais a partir de chapas.
Ele é usado para a produção de peças, mas também para a produçãode perfis, tubos, cilindros e cones.
Os processos de dobra são classificados através do movimento daferramenta.
Dobra em ferramentascom movimento linear.
Dobra em matriz.
Peças Produzidas por Dobramento
Peças Produzidas por Processos de DobraMáquinas e Ferramentas para os Processos de DobraProjeto de Peças e Ferramentas
- Menores Raios Internos- Retorno Elástico- Projeto do Desenrolamento de Peças
Dobra em ferramentascom movimento circular.
Processos usados na fabricação de pequenos lotes:Artesanal / Funilaria.
Dobradeira de mesa oscilante.
Calandra:Os dois cilindros inferiores sãoacionados, o cilindro superioré ajustável e pressiona a chapa.
Peças Produzidas por Dobramento
Dobra em ferramentascom movimento circular.
Produção de perfisa partir de tiras dechapas.
Peças Produzidas por Dobramento
Diferentes tipos de perfis em forma de U, C e de trilhos.
Diferentes tipos de perfis em forma de L (cantoneiras) e Z.
Peças Produzidas por Dobramento
Ferramentas para EstampagemDobra
Ferramentas para EstampagemDobra
Equipamentopara a fabricaçãoDe perfis a partirde tiras de chapa.
Seqüência das operações.
Peças Produzidas por Dobramento
Ferramentas para EstampagemConformação
Ferramentas para EstampagemEstampos Progressivos
Ferramentas para EstampagemSistema Transfer